Seminar EE - ZOOM = Tuning the Phase and Amplitude Response of Plasmonic Metasurface Etalons

22 באפריל 2020, 14:00 
 

סמינר זה יחשב כסמינר שמיעה לתלמידי תואר שני, למי שמתחבר לסמינר דרך הזום.

 

 

You are invited to attend a lecture on Wednesday, Apr 22, 2020 14:00

 

Join Zoom Meeting

https://zoom.us/j/255986744

 

 

Tuning the Phase and Amplitude Response of Plasmonic Metasurface Etalons

By:

Danielle Ben Haim

M.Sc. student under the supervision of Prof. Tal Ellenbogen

 

Abstract

 

The research in the field of metasurfaces over the past years has shown their ability to control and manipulate light and thus form unique and novel electro-optical elements. These surfaces consist of arrays of subwavelength particles that exhibit a collective response which is governed by the particles properties, such as their material, shape and size. Understanding the physical behaviour of the particles in the subwavelength regime is what enables to control the overall effective properties of the element.

In this work we study the optical response of plasmonic metasurface etalons in reflection. The etalons consist of a metallic mirror and a plasmonic metasurface separated by wavelength-scale dielectric spacer. We explore the underlying physical mechanisms involved in their electromagnetic response and show that tuning the localized surface plasmon resonance and spacer thickness can be used to achieve both enhanced reflectivity and perfect absorption, in addition to full range phase control, and tunable regions of normal and anomalous dispersion. We characterize the spectral reflection and phase response of metasurface etalons consisting aluminum nanodisks of different radii separated from an aluminum reflector by a SiO2 spacer. We use this approach to demonstrate a simple Hermite-Gaussian (HG) wavelength selective beam-shaping reflective mask and discuss the potential of this concept to be further extended by using multilayers to obtain multi-functional elements.

 

 

 

תשאלו אותנו

לא מצאתם תשובה לשאלות שלכם באתר? למה שלא תשאלו אותנו?

To prevent automated spam submissions leave this field empty.
CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.

EE ZOOM Seminar: Bidirectional One-Shot Unsupervised Domain Mapping

26 באפריל 2020, 14:00 
ZOOM  

השתתפות בסמינר תיתן קרדיט שמיעה = עפ"י רישום שם מלא + מספר ת.ז.  בצ'אט

Join Zoom Meeting
https://zoom.us/j/282415583

Speaker: Tomer Cohen

M.Sc. student under the supervision of Prof. Lior Wolf

 

Sunday, April 26th, 2020 at 14:00

     Zoom

 

Bidirectional One-Shot Unsupervised Domain Mapping

Abstract

We study the problem of mapping between a domain A, in which there is a single training sample and a domain B, for which we have a richer training set. The method we present is able to perform this mapping in both directions. For example, we can transfer all MNIST images to the visual domain captured by a single SVHN image and transform the SVHN image to the domain of the MNIST images. Our method is based on employing one encoder and one decoder for each domain, without utilizing weight sharing. The autoencoder of the single sample domain is trained to match both this sample and the latent space of domain B. Our results demonstrate convincing mapping between domains, where either the source or the target domain are defined by a single sample, far surpassing existing solutions.

EE ZOOM Seminar: Neural Alignment for Face De-pixelization

22 באפריל 2020, 14:00 
ZOOM  

השתתפות בסמינר תיתן קרדיט שמיעה = עפ"י רישום שם מלא + מספר ת.ז.  בצ'אט

Join Zoom Meeting
https://us04web.zoom.us/j/6207215556

 

 

Speaker: Maayan Shuvi

M.Sc. student under the supervision of Prof. Daniel Cohen-Or

 

Wednesday, April 22nd, 2020 at 14:00

     ZOOM

 

Neural Alignment for Face De-pixelization

Abstract

We present a method to reconstruct a high-resolution video from a face-video, where a person’s identity was obscured by pixelization. This hiding method is popular because the viewer can still perceive a human face figure and the overall head motion. However, we show in our experiments how a fairly good approximation of the original video is reconstructed so that anonymity is compromised.

Our system exploits the simultaneous similarity and small disparity between close-by video frames depicting a human face, and employs a spatial transformation component that learns the alignment between the pixelated frames.

Each frame, supported by its aligned surrounding frames, is first encoded, then decoded to a higher resolution. Reconstruction and perceptual losses promote adherence to the ground-truth, and an adversarial loss assists in maintaining domain faithfulness. There is no need for explicit temporal coherency loss as it is maintained implicitly by the alignment of neighboring frames and reconstruction. 

Our work shows that given the specific prior of a human face, which is well structured, and using multiple aligned frames, there is enough information in a pixelated video stream to reconstruct a high-quality approximation of the original signal.

 

פרופ' נתן שקד מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית, פיתח יחד עם המסטרנט יואב נייגט ושאר צוות החוקרים שלו רשת נוירונים ממוחשבת ללימוד עמוק אשר יודעת לבצע צביעה וירטואלית של תאים ביולוגיים, בלי צורך בצביעה כימית אמיתית שלהם.

  • תגיות:

החוקר.ת מאחורי המחקר

החודש התפרסם מאמרו של פרופ' שקד במגזין היוקרתי PNAS, הנחשב לאחד העיתונים המדעיים הטובים והוותיקים בעולם. במאמר הצליחו פרופ' שקד וקבוצתו להציג גישה חדשה של למידה עמוקה הנקראת HoloStain, אשר ממירה תמונות של תאים ביולוגיים מבודדים, שנרכשו ללא צביעה כימית על ידי מיקרוסקופיה הולוגרפית, לתמונותיהם הצבועות דיגיטלית, עם יכולת לראות אברונים (חלקים מהתא בעלי תפקידים ספציפיים) בתוך התאים, כאילו שמדובר בתאים צבועים באמת.

 

תאים ביולוגיים בצלוחית המצולמים במיקרוסקופ אור הם ברובם שקופים ולא ניתן לראות את התוכן שלהם. צביעת תאים היא טכניקה המקלה ומשפרת את הצפייה בתאים אלו ונמצאת בשימוש רחב בביולוגיה וברפואה, למשל כדי לאבחן מחלות או לבצע בדיקות מעבדה סטנדרטיות. פעולתה העיקרית היא שיפור ניגודיות הצבעים המאפשרת לראות את המבנה הפנימי של התאים למרות שקיפותם. הצביעה נעשית באמצעות קשירה כימית בין מולקולת הצבען (חומר הצביעה) לבין המולקולה הספציפית לה בתא, וכך אפשר לראות את האברונים הפנימיים בתוך התא ולאבחן את מבנהו.

 

הולוגרפיה קלינית

פרופ' שקד וקבוצתו פיתחו דרך לדימות טופוגרפי כמותי של תאים ללא צביעה המבוססת על הולוגרפיה קלינית, אשר מקליטה עד כמה האור התעכב במעבר דרך התאים, מה שמניב מפות גובה כמותיות של התאים. את זה ניתן לעשות מהר מאוד, אפילו תוך כדי זרימה של התאים. המערכות הללו היו עד לא מזמן מסובכות ויקרות מידי לשימוש קליני, אך הדבר נפתר בעזרת המצאותיה האחרונות של הקבוצה - מודולים הולוגרפים קטנים שמתממשקים ליציאה של מיקרוסקופי אור קליניים רגילים ויכולים להניב הולוגרפיה איכותית בתנאים קליניים.

 

מבעיה לפתרון

למרות שהתמונות של ההולוגרפיה הן כמותיות ולא דורשות צביעה כימית, קלינאים מתקשים להשתמש בהן, כי הן לא נראות כמו תמונות של תאים צבועים, ששם רואים בבירור את האברונים הפנימיים של התא. לצורך פתרון בעיה זו, קבוצת המחקר בנתה רשת נוירונים ממוחשבת ללימוד עמוק אשר יודעת, לאחר אימון מתאים, לקחת את תמונות ההולוגרפיה ולהציג אותן כאילו הן צבועות, בזמן אמת (במהירות רבה).

 

שיטות לבניית רשתות לימוד עמוק התפתחו רק לאחרונה עקב הצורך בכוח חישוב רב בזמן האימון שלהן.  

 

היתרונות לצביעה וירטואלית של תאים ביולוגיים

צביעה וירטואלית של תאים ביולוגיים חשובה לבדיקות מעבדה שגרתיות רבות שבהן צובעים תאים כדי לאפיין ולמיין אותם (למשל בדיקת דם). כעת, כבר לא חייבים לצבוע את התאים בצורה כימית לצורך אבחנה מבנית שלהם, וזה עתיד לחסוך כסף וזמן. בנוסף, יש משימות רפואיות שבהן צביעה כימית לא אפשרית בגלל שהיא הורסת את התא (למשל בחירת זרעונים להפריה חוץ גופית), או בגלל שהצבענים המתאימים לא קיימים לסוג התאים הנבחן. מעבר לכך, התמונות שמייצרת הרשת הלומדת נקיות יותר, וגם ניתן לקחת תאים שנרכשו שלא בפוקוס ולהכניס אותם לפוקוס בצורה אוטומטית במחשב, מכיוון שהרכישה היא הולוגרפית (כלומר של כל חזית הגל של האור). זה מגדיל את האפשרות לעבד יותר תאים בזמן נתון (כי אם עוברים שני תאים - אחד בפוקוס והשני לא בפוקוס במכשיר שמזרים תאים - ניתן לרכוש את שניהם מבלי לאבד זמן).

שורה ראשונה - מפות טופוגרפיות כמותיות של תאי זרע שהושגו על ידי הולוגרפיה ללא צביעה. 

שורה שניה - תמונות של תאי זרע צבועים וירטואלית (ללא צביעה אמיתית) - זוהי תוצאת רשת הנוירונים לאחר עיבוד המפות הטופוגרפיות שמוצגות בשורה הראשונה.

שורה שלישית - אותם תאים שצבועים באמת, על ידי צביעה כימית, להשוואה.

שלוש העמודות השמאליות מציגות תאים בעלי מורפולוגיה תקינה. שלוש העמודות הימניות מציגות תאים בעלי מורפולוגיה שאינה תקינה. כעת, אפשר לבצע צביעה וירטואלית של תאי הזרע במהלך הפריה חוץ גופית ולאבחן את התאים כאילו הם נצבעו כימית אמיתית.

 

* מחקר זה זכה לאחרונה בגרנט של האיחוד האירופי Horizon2020 ERC Proof of Concept

*לינק לקבוצת המחקר של פרופ' נתן שקד

*לינק למאמר במגזין PNAS

סגל הפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב בשיתוף סטודנטיות וסטודנטים מהנדסה, מדעים מדויקים ופיזיקה החליטו להתנדב ולסייע להגדלת כמות מסכות המגן ע"י הדפסתן במדפסות תלת מימד במהירות שיא

19 אפריל 2020
מחלקת יולדות אסף הרופא

בבתי החולים בישראל, יש ביקוש גדול מאוד למסכות מגן בימים אלה, לצד היצע נמוך. ברחבי העולם ובמיוחד במדינות סין, יפן ודרום קוריאה, השימוש במסכות הפך להיות חלק בלתי נפרד מהשגרה, בשעה שבישראל מסתמן מחסור בהן.

 

הפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב התגייסה למציאת פתרון מהיר ואפקטיבי והכניסה את המדפסות התלת מימד שלה לעבודה בקצב מואץ וכך ניתן יהיה להגדיל את סך ייצור המסכות בהיקף משמעותי. 

 

דני ברקו, אחראי הפרויקטים לתואר ראשון בפקולטה להנדסה עומד בראש הפרויקט להדפסת מסכות מגן עבור הצוותים הרפואיים וגייס עשרות מתנדבים ומתנדבות למאמץ הייצור: סטודנטים/יות, בוגרי הנדסה, "מהנדסים ללא גבולות", סגל וסטודנטים מהפקולטה למדעים מדויקים ומבית הספר לפיזיקה בהובלתו של פרופ' ארז עציון, ראש ביה"ס לפיזיקה ולאסטרונומיה, מני רביב משה מנהל מעבדת חלקיקים מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה וד"ר יואב לחיני, חוקר חומרים מעובים רכים בפיזיקה. "אנחנו רואים את ההירתמות כחובה אזרחית בתקופת משבר הקורונה" מסביר דני ברקו.

 

המסכה עצמה מורכבת מתושבת שמודפסת בהדפסת תלת מימד. שקף המסכה מחובר אליה בעובי מתאים לפי דרישות שנקבעו מראש.

בתמונה מימין לשמאל: ד"ר יואב לחיני, דני ברקו ופרופ' ארז עציון.

 

עד כה הודפסו כ 400 מסכות וסופקו לעשרות מוקדים בארץ כגון: המרכז הרפואי הלל יפה, המרכז הרפואי שמיר (אסף הרופא) - מחלקת יולדות, המרכז לבריאות הנפש לב השרון ועוד רבים אחרים.

בתמונה: צוות בית חולים לב השרון בזמן קבלת המסכות

בתמונה: איליה, אח ממיון הלל יפה בזמן קבלת 160 מסכות

EE ZOOM Seminar: Visual system's mechanisms and computational models for Spatio-temporal visual phenomena

22 באפריל 2020, 12:00 
 

Join Zoom Meeting
https://proofpoint.zoom.us/j/607284105

Speaker: Hadar Cohen-Duwek

Ph.D. student under the supervision of Hedva Sptizer and Alex Bronstein

 

ZOOM Seminar

Wednesday, 22nd April at 12:00

Visual system's mechanisms and computational models for Spatio-temporal visual phenomena

Abstract

The research goal was to offer mechanisms and computational models that predict several visual spatio-temporal phenomena, which are a subgroup of the "visual illusions” phenomena.  (Visual illusions enable us to identify underling neuronal mechanisms of the visual system).

We focused on the “watercolor illusion”, the positive and the negative "aftereffect illusions" and the “reversed phi illusion”. The first group of illusions that we focused on involve the "creation" of surfaces which are triggered by edges, in both spatial and spatiotemporal domains. This type of effects are termed as filling-in processes. The second type of effects is directional motion effects and retinal processes. We suggest that the connection between these two types of effects derives from their common mechanism’s components.

For the filling in effects, we suggest a computational model that is based on a Poisson equation as heat source. Our proposed computational model is able to predict most of the filling-in effects that derive from edges, such as the assimilative and non-assimilative watercolor illusions, and the positive and negative aftereffects.

For the motion effects, we developed a computational model supported by simulations, which for the first time leads to correct predictions of both the behavioral motion effects (phi and reverse-phi), and the relevant electrophysiological and anatomical findings. This has been achieved through the well-known neuronal response: the rebound response (or "Off response"). For testing this hypothesis, we proposed a psychophysical experiment on human subjects, which demonstrated the abolishing of the aftereffect phenomenon through a noise mask. The experimental results confirmed the theoretical predictions regarding the role of the rebound mechanism.  We furthermore suggest that the reverse-phi effect is only an epiphenomenon of the rebound response of the visual system. Our findings, thus, shed new light on the comprehensive role of the rebound response as a parsimonious spatiotemporal detector for motion and additional memory tasks, such as for stabilization and navigation.

מכונת הנשמה מכנית זולה וחד פעמית

12 אפריל 2020
צוות הייצור של מכונת הנשמה מכנית זולה וחד פעמית

מכונות ההנשמה הולכות ואוזלות בעולם וקיים חשש רציני מפני מחסור במכונות שינשימו חולים. משבר זה מחייב חשיבה יצירתית ומהפכנית מצד המהנדסים שלנו, חשיבה שתביא לפיתוח יעיל, מהיר וזול.

 

פיילוט באישור משרד הבריאות

החודש התבשרנו כי משרד הבריאות אישר פיילוט לייצור מכונות הנשמה חד פעמיות בהשתתפותו של סתיו בר-ששת, בוגר תואר ראשון במגמה להנדסה מכנית בפקולטה להנדסה אוניברסיטת תל אביב וכיום דוקטורנט במסלול הישיר בהנחייתו של ד"ר עמירם משיוב

 

"הפרויקט עצמו עוסק בפיתוח מכונת הנשמה מכנית אלטרנטיבית לחולי קורונה בעקבות המחסור הקיים. הרעיון הוא לממש מכונה זולה וחד פעמית מחלקים קיימים שזמינים בכמויות גדולות. צוות הפיתוח התגבש כחלק מהאקתון שפתחה אסותא ביחד עם חברות נוספות וכולו בהתנדבות" מסביר סתיו.

 

כידוע, מחלת הקורונה מדבקת מאוד והעברתה מחולה לחולה יכולה לדרדר את מצבו של החולה המחלים מהנגיף. הרעיון הייחודי של מכונת ההנשמה החד פעמית היא שלאחר שימושה על חולה אחד היא תושמד ומכונה אחרת תשמש חולה אחר.

בתמונה: מכונת ההנשמה MANSHEMA

 

אבטיפוס

נכון להיום, הצוות מימש אבטיפוס עובד ומתקדם לקראת ניסוי קליני בחולים והכשרת פס ייצור בתמיכת משרד הבריאות.

 

על הצוות

צוות הפיתוח כולל מהנדס מערכת, רופא, מהנדס חשמל, מתכנת ומתנדבים נוספים שעוזרים בכל הנדרש.

  • מרדכי חלפון 
  • ד"ר אלעד גרוזובסקי
  • רונן זילברמן
  • גיל בכר
  • עברי שפירא
  • רועי דרנל
  • סתיו בר-ששת

סתיו, עברי, מרדכי, רונן (בני רחימי - מנהל הנדסה רפואית באסותא רמת החייל) למטה - גיל

בתמונה מימין לשמאל: סתיו בר-ששת, עברי שפירא, מרדכי חלפון, רונן זילברמן, בני רחימי. 

בתמונה למטה: גיל בכר

EE ZOOM SEminar: How low level visual mechanism research contribute both to understanding enigmatic visual illusions and to computer vision mechanisms

20 באפריל 2020, 14:00 
ZOOM  

השתתפות בסמינר תיתן קרדיט שמיעה = עפ"י רישום שם + מספר ת.ז.  בצ'אט

 

Join Zoom Meeting

https://zoom.us/j/397031628

Meeting ID: 397 031 628

Password: 046415

Speaker: Yuval Barkan

Ph.D. student under the supervision of Hedva Spitzer and Shmuel Einav

 

MONDAY, April 20th, 2020 at 14:00

      ZOOM

 

How low level visual mechanism research contribute both to understanding enigmatic visual illusions and to computer vision mechanisms

 

Abstract

Computer vision, similar to the biological visual system, strive to interpret and interact with the visual physical world based on noisy, occluded, illuminated, partial and often inconsistent flow of information.

Since visual illusions are results of visual mechanism they can shed light on critical mechanisms of the visual system.

In this Ph.D. thesis, we have studied different aspects of the low-level visual system mechanisms that aid the visual system to perform complicated tasks such as color and intensity constancy, enhancements of intensity and contrast that enable segmentation and classification. Furthermore, we investigated the mechanisms that perform compensations to optical imperfections of the visual system such as longitudinal chromatic aberration. We have also investigated different visual illusions in order to understand and model their underlying mechanisms. As part of this research we have also discovered new visual illusions such as the color-dove illusions.

Based on the above computational models we have developed unique algorithms for various computer vision applications, for both natural and medical images such as companding HDR (High Dynamic Range) images. The building blocks of these computational models enabled us to develop a novel algorithm to present a CT HDR image on a standard dynamic range display without losing image diagnostic features.

Understanding these low-level mechanisms can contribute to modern deep learning and neural network algorithms. One of the challenges of modern neural networks is how images and how to perform effectively non-linear feedbacks (such as PredNet).  We believe the suggested mechanisms and models in this work can contribute not only to understand the actual visual mechanisms, but also to neural networks algorithms as part of their architecture and/or preprocessing layers.

 

EE ZOOM SEMINAR:

19 באפריל 2020, 15:00 
ZOOM  

השתתפות בסמינר תיתן קרדיט שמיעה – עפ"י רישום שם + מספר ת.ז.  בצ'אט

Join Zoom Meeting
https://us04web.zoom.us/j/656977141?pwd=c0ZPbTVHd1MxY3A5RW5JbFI5Ykhtdz09
Meeting ID: 656 977 141
Password: 535131

Speaker: Tomer Raviv

M.Sc. student under the supervision of Prof. Yair Be’ery

 

SUNDAY, April 19th, 2020 at 15:00

        ZOOM

 

Data Driven Decoding for Error Correction Codes

Abstract

High quality data is essential in deep learning to train a robust model. While in other fields data is sparse and costly to collect, in the field of error correction codes it is free to query and label thus allowing potential data exploitation.

In this seminar, I'll explore the deep connection between data and machine-learning based decoding. After presenting the current state of the field, the adoption of ensembles for decoding applications is considered.

Ensemble models are widely used in machine learning to solve complex tasks by their decomposition into multiple simpler tasks, each one solved locally by a single member of the ensemble. However, for decoding applications, solely optimizing performance is inadequate; as one must take complexity into account as well. We suggest a low-complexity scheme, referred to as a data-driven ensemble, where only a single member participates in the decoding of each word. Every member is a weighted belief propagation decoder, formed by the parameterization and training of a classical belief propagation decoder.

Our novel scheme incorporates domain knowledge by several means. First, the distribution of feasible words is partitioned into non-overlapping regions. Thereafter, specialized experts are formed by independently training each member on a single region. A classical hard-decision decoder is employed as the gating function, mapping every word to a single expert in an injective manner. This gating introduces a priori knowledge, exploited by the ensemble at inference. Lastly, we present FER gains in the waterfall and error-floor regions for two short-length BCH codes with cycles-reduced parity-check matrices. 

 

 

עמודים

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>